Tính thế điện cực chuẩn của Cu²⁺/Cu⁺ khi có I⁻.ε⁰_Cu²⁺/Cu⁺ = 0,77V; T_CuI = 10⁻¹¹,⁹⁶
Đáp án đúng: C
Để tính thế điện cực chuẩn của cặp Cu2+/Cu+ khi có I-, ta cần sử dụng phương trình Nernst và tích số tan của CuI.
Phản ứng xảy ra:
Cu+ + I- ⇌ CuI(r)
Tích số tan:
TCuI = [Cu+][I-] = 10-11.96
Thế điện cực chuẩn của Cu2+/Cu+ được cho là ε⁰Cu²⁺/Cu⁺ = 0,77V.
Ta xét quá trình:
Cu2+ + e- ⇌ Cu+
Khi có mặt I-, Cu+ sẽ kết tủa tạo thành CuI:
Cu+ + I- ⇌ CuI(r)
Phản ứng tổng:
Cu2+ + e- + I- ⇌ CuI(r)
Thế điện cực điều kiện của phản ứng tổng:
ε = ε⁰Cu²⁺/Cu⁺ - (0.0592/1)*log([Cu+]/[Cu2+])
Vì [Cu+] = TCuI/[I-], ta có:
ε = ε⁰Cu²⁺/Cu⁺ + (0.0592/1)*log([Cu2+][I-]/TCuI)
Để tính thế điện cực chuẩn mới ε⁰', ta giả sử [Cu2+] = 1 và [I-] = 1:
ε⁰' = ε⁰Cu²⁺/Cu⁺ + 0.0592*log(1/TCuI) = 0.77 + 0.0592*log(1011.96) = 0.77 + 0.0592 * 11.96 = 0.77 + 0.708 = 1.478V
Đây là thế của cặp Cu2+/CuI.
Ta cần tính thế của cặp Cu2+/Cu+ khi có I-.
Ta có E = E0(Cu2+/Cu+) - 0.0592*log([Cu+]/[Cu2+])
Khi có I- thì [Cu+] = T/[I-]. Ta chọn điều kiện chuẩn [Cu2+]=[I-] = 1M.
=> E = E0(Cu2+/Cu+) - 0.0592*log(T)
= 0.77 - 0.0592*(-11.96) = 0.77 + 0.708 = 1.478V (sai)
Sử dụng giản đồ Frost:
Cu2+ + e = Cu+; E0 = 0.77
Cu+ + e = Cu; E0 = ?
Cu2+ + 2e = Cu; E0 = 0.34
E0(Cu+/Cu) = (n3E03 - n1E01)/n2
= (2*0.34 - 0.77)/1 = -0.09V
CuI <=> Cu+ + I- T = 10^-11.96
Cu+ + e = Cu E0 = -0.09V
CuI + e = Cu + I-
E = E0 + 0.059*log([Cu+]) = E0 + 0.059*log(T)
E = -0.09 + 0.059*(-11.96) = -0.09 - 0.70564 = -0.79564V
Cu2+ + e = Cu+
Cu+ + I- = CuI
-------------------
Cu2+ + I- + e = CuI
E(Cu2+/CuI) = 0.859V
Vậy đáp án C là đáp án đúng.
